Primaire productie
Biologische oceanografie
= een interdisciplinaire studie van wat de verspreiding en het voorkomen van verschillende
soorten levensvormen in de oceaan controleert en hoe levende organismen worden
beïnvloed en interacteren met processen in de oceaan.
NIOZ
= het Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee
Het onderscheid tussen leven en dood is dat leven energie bevat/kan opnemen.
De zon is de grootste bron van energie van de aarde.
D.m.v. fotosynthese kan deze energie worden omgezet in bruikbare energie.
Ook is er chemosynthese.
Chemosynthese
= een veel kleinere bijdrage in vorming van biomassa dan fotosynthese.
Wordt gedaan door bacteriën en archea.
6CO2 + 6O2 + 24H 2 S → C 6 H 12 O6 + 24S + 18H 2 O
Fotosynthese
Wordt uitgevoerd door foto(auto)trofen.
6CO 2 + 6H 2 O → C 6 H 12 O6 + 6O2
Om deze reactie te laten verlopen, is licht, anorganisch N, P en chlorofyl a nodig.
Dit is de basis voor al het leven:
- biomassa
- zuurstof
- CO2 opname
Dit wordt gedaan door algen en zeewier in de oceaan.
Bestaat uit een licht- en een donkerreactie:
De lichtreactie: zorgt voor de vorming van AT P , N ADP H en O2 .
De donkerreactie: zorgt voor fixatie van CO2 en de aanmaak van biomassa (suikers).
,Primaire productie
= alle fotosynthese, uitgedrukt in g C/m2 /jaar .
Wordt vooral door fytoplankton gedaan, vaak eencellige, plantaardige deeltjes in de oceaan.
Primaire productie op land en in de oceaan is allebei ongeveer 50 g C/jaar .
Terwijl dit in de oceaan wordt bereikt met slechts 1% van de biomassa van dat op land.
Dit komt doordat algen een veel hogere turnovertijd van algen. Bomen hebben daarentegen
een langere levensduur. Doordat algen worden continu worden vernieuwd, kunnen ze met
een lage biomassa toch een hoge primaire productie hebben.
De oceaan is niet homogeen, maar er is sprake van regionale verschillen in primaire
productiviteit door:
- verschil in temperatuur
- licht
- upwelling
- nutriënten
- (saliniteit)
Waar komen nutriënten vandaan?
- uit de bodem komen (met name in ondiepe kustgebieden)
- detritus (= dood organisch materiaal)
- rivieren
- upwelling
Op plekken waar meer nutriënten zijn, is een hogere primaire productiviteit.
Chlorofyl a is geen mate van activiteit/productiviteit.
Fotoautotrofen en chemotrofen (producenten)
Reduceren geoxideerde koolstof ( CO2 ) tot suikers.
Hebben veel minder nodig om biomassa te maken.
Heterotrofen (consumenten)
Oxideren weer gereduceerde koolstof tot CO2 en mineral nutrients (= mineralisatie).
Voeren precies de tegenovergestelde reactie uit:
(CHO) + O2 → CO2 + H 2 O
Er zijn ook nog mixotrofen.
Klassieke voedselweb
Is eigenlijk een heel inefficiënt systeem.
Fotosynthese heeft maar een rendement van 5 - 6%.
En er wordt maar 5 - 10% energie doorgegeven aan het volgende trofische niveau.
Zo is er bijvoorbeeld 10.000 kg aan algen nodig voor 1 kg tonijn.
Maar het werkt wel, want er is genoeg.
Producenten: primaire productie (planten)
Primaire consumenten: herbivoren (planteneters)
Secundaire consumenten: eten herbivoren (carnivoren)
Top consumenten: eten herbivoren en/of carnivoren
Koolstofcyclus
,CO2 dat oplost in de oceaan:
CO2 (g) ↔ CO2 (aq) ↔ H 2 CO 3 ↔ H CO−3 ↔ CO2−
3
~1% ~0,01% 90% 9%
De meeste opgeloste CO2 is aanwezig in de vorm ‘ H CO−3 ’, maar organismen hebben een
voorkeur voor CO2
DIC
= is de som van deze opgeloste koolstof componenten (dissolved inorganic carbon).
POC
= alle organische koolstof in planten en weefsels (particulate organic carbon).
DOC
= alle opgeloste organische koolstof.
DOM
= dissolved organic matter
DIC wordt getransporteerd in de oceaan door fysiologische en biologische processen.
Fysische pomp: het oplossen van CO2 in oceaanwater, de verhouding gelijk houden tussen
atmosfeer en oceaan.
Biologische pomp: CO2 omzetten in suikers, GPP en NPP.
Gross primairy production (GPP/BPP)
= de totale hoeveelheid organische koolstof geproduceerd door fotosynthese.
Net primairy production (NPP)
= wat overblijft na autotrofische respiratie:
Bruto primaire productie - respiratie = netto primaire productie
Export productie
= de neerwaartse flux van POC en DOC van biologische oorsprong.
Organisch materiaal wordt getransporteerd en gedeeltelijk gerespireerd door niet
fotosynthetiserende organismen (heterotrofische respiratie) en uiteindelijk komt het door
upwelling weer aan de oppervlakte terecht en in de atmosfeer.
Maar ongeveer 5% van de vastgelegde koolstof komt op de oceaanbodem terecht.
De gemiddelde pH van zeewater is 8,2
Door de toename van CO2 is de oceaan aan het verzuren
Stikstof
N 2 is heel veel in de atmosfeer aanwezig (80%), moet
gefixeerd worden d.m.v. een duur anaeroob proces door
micro-organismen. De gereduceerde elementen N O−3 en
N H +4 kunnen door algen worden opgenomen. Er is meer
N O−3 aanwezig, maar N H +4 wordt geprefereerd → heeft een snellere flux, wordt snel
aangevuld en afgebroken (verschil in concentratie en flux).
, Fosfaat
Komt uit de bodem en rivieren. Is veel schaarser. Fosfaat is het eerste wat beperkt wordt.
Zat een tijdje in ons waspoeder, waarbij de visserij voordeel had, maar dat is nu verboden.
Redfield ratio
= is het ratio van de vaste concentraties C, N en P in de oceaan en in organismen.
Ook veel uitzonderingen door N- of P-limitatie.
C:N:P = 106:16:1
Silicon cycle
Fixatie van silicium ( S i ) door diatomeeën in SiO2 . Komt voornamelijk uit gesteenten.
Fysische factoren
Licht
Licht dooft heel snel uit, golflengte specifiek. Blauw licht dringt verder door.
Verschillende zones:
- Eufotische zone: voldoende licht voor zicht en fotosynthese, tot ong. 70 m
- Disfotische zone: schemergebied, niet genoeg zonlicht voor PS, tot ong. 600 m
- Afotische zone: donker, beneden 600 m
In modderige kustzeeën met veel zwevend materiaal is de uitdoving van licht veel sneller,
soms maar paar cm..
Solar radiation W / m2
= de totale hoeveelheid zonlicht die aan het oppervlak komt; op grafiek te zien:
Solar radiation direct boven evenaar is iets lager, door wolkvorming.
Relatief hoog en constant rond evenaar.
Relatief laag en sterk afhankelijk van seizoenen bij de polen.
Zonlicht en wind bepalen de dikte van de mixed layer, vaak de bovenste 60-100m
Temperatuur
Thermocline
= de sprong in temperatuur. Een groot verschil in dichtheid, waardoor er geen uitwisseling
meer plaatsvindt tussen de lagen. Het resultaat is twee gescheiden watermassa’s.
- Temperatuur van oppervlaktewater in bijv. Canarische eilanden: 25°C
- Temperatuur van diepste water: 4°C
Maakt niet veel uit voor primaire productie:
Temperatuur beïnvloed snelheid van metabolisme, vooral in ectotherme dieren
(koudbloedig).
Endotherme dieren (warmbloedig), worden veel minder beïnvloed.
Biologische oceanografie
= een interdisciplinaire studie van wat de verspreiding en het voorkomen van verschillende
soorten levensvormen in de oceaan controleert en hoe levende organismen worden
beïnvloed en interacteren met processen in de oceaan.
NIOZ
= het Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee
Het onderscheid tussen leven en dood is dat leven energie bevat/kan opnemen.
De zon is de grootste bron van energie van de aarde.
D.m.v. fotosynthese kan deze energie worden omgezet in bruikbare energie.
Ook is er chemosynthese.
Chemosynthese
= een veel kleinere bijdrage in vorming van biomassa dan fotosynthese.
Wordt gedaan door bacteriën en archea.
6CO2 + 6O2 + 24H 2 S → C 6 H 12 O6 + 24S + 18H 2 O
Fotosynthese
Wordt uitgevoerd door foto(auto)trofen.
6CO 2 + 6H 2 O → C 6 H 12 O6 + 6O2
Om deze reactie te laten verlopen, is licht, anorganisch N, P en chlorofyl a nodig.
Dit is de basis voor al het leven:
- biomassa
- zuurstof
- CO2 opname
Dit wordt gedaan door algen en zeewier in de oceaan.
Bestaat uit een licht- en een donkerreactie:
De lichtreactie: zorgt voor de vorming van AT P , N ADP H en O2 .
De donkerreactie: zorgt voor fixatie van CO2 en de aanmaak van biomassa (suikers).
,Primaire productie
= alle fotosynthese, uitgedrukt in g C/m2 /jaar .
Wordt vooral door fytoplankton gedaan, vaak eencellige, plantaardige deeltjes in de oceaan.
Primaire productie op land en in de oceaan is allebei ongeveer 50 g C/jaar .
Terwijl dit in de oceaan wordt bereikt met slechts 1% van de biomassa van dat op land.
Dit komt doordat algen een veel hogere turnovertijd van algen. Bomen hebben daarentegen
een langere levensduur. Doordat algen worden continu worden vernieuwd, kunnen ze met
een lage biomassa toch een hoge primaire productie hebben.
De oceaan is niet homogeen, maar er is sprake van regionale verschillen in primaire
productiviteit door:
- verschil in temperatuur
- licht
- upwelling
- nutriënten
- (saliniteit)
Waar komen nutriënten vandaan?
- uit de bodem komen (met name in ondiepe kustgebieden)
- detritus (= dood organisch materiaal)
- rivieren
- upwelling
Op plekken waar meer nutriënten zijn, is een hogere primaire productiviteit.
Chlorofyl a is geen mate van activiteit/productiviteit.
Fotoautotrofen en chemotrofen (producenten)
Reduceren geoxideerde koolstof ( CO2 ) tot suikers.
Hebben veel minder nodig om biomassa te maken.
Heterotrofen (consumenten)
Oxideren weer gereduceerde koolstof tot CO2 en mineral nutrients (= mineralisatie).
Voeren precies de tegenovergestelde reactie uit:
(CHO) + O2 → CO2 + H 2 O
Er zijn ook nog mixotrofen.
Klassieke voedselweb
Is eigenlijk een heel inefficiënt systeem.
Fotosynthese heeft maar een rendement van 5 - 6%.
En er wordt maar 5 - 10% energie doorgegeven aan het volgende trofische niveau.
Zo is er bijvoorbeeld 10.000 kg aan algen nodig voor 1 kg tonijn.
Maar het werkt wel, want er is genoeg.
Producenten: primaire productie (planten)
Primaire consumenten: herbivoren (planteneters)
Secundaire consumenten: eten herbivoren (carnivoren)
Top consumenten: eten herbivoren en/of carnivoren
Koolstofcyclus
,CO2 dat oplost in de oceaan:
CO2 (g) ↔ CO2 (aq) ↔ H 2 CO 3 ↔ H CO−3 ↔ CO2−
3
~1% ~0,01% 90% 9%
De meeste opgeloste CO2 is aanwezig in de vorm ‘ H CO−3 ’, maar organismen hebben een
voorkeur voor CO2
DIC
= is de som van deze opgeloste koolstof componenten (dissolved inorganic carbon).
POC
= alle organische koolstof in planten en weefsels (particulate organic carbon).
DOC
= alle opgeloste organische koolstof.
DOM
= dissolved organic matter
DIC wordt getransporteerd in de oceaan door fysiologische en biologische processen.
Fysische pomp: het oplossen van CO2 in oceaanwater, de verhouding gelijk houden tussen
atmosfeer en oceaan.
Biologische pomp: CO2 omzetten in suikers, GPP en NPP.
Gross primairy production (GPP/BPP)
= de totale hoeveelheid organische koolstof geproduceerd door fotosynthese.
Net primairy production (NPP)
= wat overblijft na autotrofische respiratie:
Bruto primaire productie - respiratie = netto primaire productie
Export productie
= de neerwaartse flux van POC en DOC van biologische oorsprong.
Organisch materiaal wordt getransporteerd en gedeeltelijk gerespireerd door niet
fotosynthetiserende organismen (heterotrofische respiratie) en uiteindelijk komt het door
upwelling weer aan de oppervlakte terecht en in de atmosfeer.
Maar ongeveer 5% van de vastgelegde koolstof komt op de oceaanbodem terecht.
De gemiddelde pH van zeewater is 8,2
Door de toename van CO2 is de oceaan aan het verzuren
Stikstof
N 2 is heel veel in de atmosfeer aanwezig (80%), moet
gefixeerd worden d.m.v. een duur anaeroob proces door
micro-organismen. De gereduceerde elementen N O−3 en
N H +4 kunnen door algen worden opgenomen. Er is meer
N O−3 aanwezig, maar N H +4 wordt geprefereerd → heeft een snellere flux, wordt snel
aangevuld en afgebroken (verschil in concentratie en flux).
, Fosfaat
Komt uit de bodem en rivieren. Is veel schaarser. Fosfaat is het eerste wat beperkt wordt.
Zat een tijdje in ons waspoeder, waarbij de visserij voordeel had, maar dat is nu verboden.
Redfield ratio
= is het ratio van de vaste concentraties C, N en P in de oceaan en in organismen.
Ook veel uitzonderingen door N- of P-limitatie.
C:N:P = 106:16:1
Silicon cycle
Fixatie van silicium ( S i ) door diatomeeën in SiO2 . Komt voornamelijk uit gesteenten.
Fysische factoren
Licht
Licht dooft heel snel uit, golflengte specifiek. Blauw licht dringt verder door.
Verschillende zones:
- Eufotische zone: voldoende licht voor zicht en fotosynthese, tot ong. 70 m
- Disfotische zone: schemergebied, niet genoeg zonlicht voor PS, tot ong. 600 m
- Afotische zone: donker, beneden 600 m
In modderige kustzeeën met veel zwevend materiaal is de uitdoving van licht veel sneller,
soms maar paar cm..
Solar radiation W / m2
= de totale hoeveelheid zonlicht die aan het oppervlak komt; op grafiek te zien:
Solar radiation direct boven evenaar is iets lager, door wolkvorming.
Relatief hoog en constant rond evenaar.
Relatief laag en sterk afhankelijk van seizoenen bij de polen.
Zonlicht en wind bepalen de dikte van de mixed layer, vaak de bovenste 60-100m
Temperatuur
Thermocline
= de sprong in temperatuur. Een groot verschil in dichtheid, waardoor er geen uitwisseling
meer plaatsvindt tussen de lagen. Het resultaat is twee gescheiden watermassa’s.
- Temperatuur van oppervlaktewater in bijv. Canarische eilanden: 25°C
- Temperatuur van diepste water: 4°C
Maakt niet veel uit voor primaire productie:
Temperatuur beïnvloed snelheid van metabolisme, vooral in ectotherme dieren
(koudbloedig).
Endotherme dieren (warmbloedig), worden veel minder beïnvloed.
